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“空间机器人”在线论坛成功举行
空间机器人 在线论坛 报告
2022/5/31
2022年5月28日，中国科学院沈阳自动化研究所《机器人》编辑部和中国自动化学会主办了“空间机器人”在线论坛。论坛通过腾讯会议、CAA官方视频号、蔻享平台、知乎及科技工作者之家等平台进行全程直播，播放量超4万人。沈阳自动化所副所长刘连庆研究员致辞，空间自动化技术研究室副主任刘金国研究员主持。
近日，第十届智能机器人与应用国际会议（简称ICIRA 2017）在武汉落幕。此次会议由华中科技大学和国家自然科学基金委员会联合举办，以“共融机器人”为主题，涉及康复机器人、水下机器人、空间机器人、人机交互、机器视觉等14个主题，700余位国内外参会者共同交流研究成果。会议期间，中国科学院沈阳自动化研究所多名科研人员参加会议并作交流报告。沈阳自动化所空间自动化研究室高庆、刘金国等撰写的论文Stati...
针对空间机器人完成任务时需要躲避障碍物的问题，提出一种自由漂浮空间机器人的混合整数预测控制方法。首先，在模型预测控制方法框架下，机械臂关节的物理限制，躲避障碍物的要求被统一描述为最优控制问题下的不等式约束，可以得到自由漂浮空间机器人具有线性二次规划形式的最优控制律。其次，基于命题逻辑建立控制问题中各约束的优先级，保证在最大程度地满足约束的情形下得到控制问题的解，有效弥补了模型预测控制方法用于空间机...
针对地球静止轨道（GEO）上被服务航天器的远距离和非合作特点，提出一种高自主、高协同、多任务的编队空间机器人在轨服务系统方案，实现对非合作目标的自主交会接近。首先，分析GEO卫星轨道约束力小的轨道特征和非合作的信息交互特征，给出由操作空间机器人和监视空间机器人组成的编队在轨服务系统，设计交会接近相对测量分系统以及在轨服务飞行任务；接着，给出典型远距离交会接近的多视线相对导航方法与多冲量相对制导律；...
自由漂浮空间机器人末端轨迹优化跟踪控制
状态依赖Riccati方程(SDRE) 惯性参数不确定 优化跟踪控制 空间机器人
2015/10/12
针对自由漂浮空间机器人(FFSR)末端轨迹跟踪优化控制中惯性参数不确定的问题，基于状态依赖Riccati方程（SDRE），提出一种采用标称SDRE控制器与补偿SDRE控制器相结合的组合优化控制器，通过SDRE基本理论及李雅普诺夫方法证明了控制方法能够实现系统跟踪的能量优化和渐近稳定，实现了FFSR在广义雅克比矩阵非奇异条件下的末端轨迹优化跟踪控制。数值仿真表明，控制器能够实现对于期望末端轨迹的有效...
一种改进阻尼倒数的空间机器人避奇异算法
自由漂浮空间机器人 运动规划 奇异回避 阻尼因子
2015/5/6
针对自由漂浮空间机器人运动规划过程中存在的动力学奇异问题,提出一种动力学奇异转化加改进阻尼倒数的奇异回避算法。首先,通过运动学分解,间接求解机器人逆运动学方程,避免直接求解逆广义雅可比矩阵,以实现奇异参数的分离;然后,采用改进的高斯分布阻尼因子的阻尼倒数代替奇异参数的普通倒数,回避运动学奇异的影响。与现有阻尼倒数方法相比,提高了算法在奇异点附近的连续性,进一步减小了算法带来的跟踪误差。在PUMA类...
重力梯度对自由漂浮空间机器人姿态扰动分析
重力梯度 空间机器人 姿态扰动 俯仰运动
2014/7/15
分析重力梯度对在轨运行的自由漂浮空间机器人姿态运动影响。由Lagrange方法建立自由漂浮空间机器人受重力梯度扰动的非线性动力学模型。首先，考虑无控关节自由状态，分析重力梯度对关节运动的影响。其次，利用相平面轨迹分析重力梯度对自由漂浮系统姿态运动影响。最后，由速度偏差曲线分析重力梯度对机械臂的影响。结果表明，当作用时间接近轨道周期或更长时，重力梯度引起的关节偏差已十分显著，且这种扰动作用主要由轨道...
空间机器人惯性参数辨识的粒子群优化新算法
空间机器人 参数辨识 粒子群算法 卫星
2014/1/24
提出了针对一类多自由度空间机器人卫星惯性参数在轨辨识的一种粒子群（PSO）优化新算法。通过粒子邻域限定的多样性保持、低效粒子随机重置和粒子误差的序列性评价，得到了比常规方法更好的结果，且具有无附加燃料消耗、线动量测量和特定的机器人路径规划等便利性优点。仿真算例表明，该改进方法具有较高的准确性与效率。
研究漂浮基柔性关节空间机器人操作未知载荷的关节运动控制及柔性振动抑制问题。结合系统线动量守恒关系及拉格朗日方法，建立空间机器人欠驱动形式的系统动力学模型。为便于其控制系统的设计，运用关节柔性补偿技术及奇异摄动理论对系统进行快、慢变子系统分解。针对快变子系统，提出力矩微分反馈控制器来抑制机械臂各关节的柔性振动；针对慢变子系统，设计基于增广法的自适应控制策略以实现系统在载荷参数未知情况下的关节运动轨迹...
讨论了漂浮基空间机器人在轨捕获目标卫星过程的碰撞动力学建模,以及捕获操作结束后空间机器人与卫星混合体的稳定控制问题。首先采用多刚体动力学建模方法并结合空间机器人捕获目标卫星过程中的碰撞动力学特性,建立了漂浮基空间机器人在轨捕获漂浮卫星过程的动力学模型,并在此基础上计算出完成捕获操作后空间机器人与目标卫星混合体关节的运动速度。然后针对卫星及空间机器人系统惯性参数均是未知的复杂情况,应用上述模型、神经...
具有时延的漂浮基空间机器人基于泰勒级数预测、逼近的改进非线性反馈控制
漂浮基空间机器人 时间延迟 泰勒级数展开
2012/1/25
探讨了本体位置与姿态均不受控的漂浮基空间机器人在时间延迟(简称时延)情况下惯性空间轨迹跟踪的控制问题.利用拉格朗日方法并结合系统动量守恒关系,分析、建立了漂浮基空间机器人完全能控形式的系统动力学模型及运动Jacobi关系.以此为基础,针对系统存在时延的情况,利用泰勒级数预测、逼近的方法,建立了适用于时延情况下控制系统设计的数学模型.利用该模型,提出了一种空间机器人在时延情况下的改进非线性反馈控制方...
探讨了本体位置与姿态均不受控的漂浮基空间机器人在时间延迟(简称时延)情况下惯性空间轨迹跟踪的控制问题.利用拉格朗日方法并结合系统动量守恒关系,分析、建立了漂浮基空间机器人完全能控形式的系统动力学模型及运动Jacobi关系.以此为基础,针对系统存在时延的情况,利用泰勒级数预测、逼近的方法,建立了适用于时延情况下控制系统设计的数学模型.利用该模型,提出了一种空间机器人在时延情况下的改进非线性反馈控制方...
基于观测器的漂浮基空间机器人模糊神经网络控制
自由漂浮空间机器人 速度观测器 模糊基函数网络 一致最终有界
2010/5/13
针对自由漂浮状态的空间机器人模型不确定性及外部干扰，并考虑到通常其关节电机运行于低速工况下，测速机难以满足要求，提出了一种速度重构的空间机器人模糊基函数网络控制策略。首先建立空间机器人动力学模型，而后借助观测器来重构速度信息，利用模糊基函数网络的学习能力来同时逼近控制器和观测器中的非线性，动态抵消模型不确定性及系统偏差对速度重构的影响。网络的权值及参数的调整算法在线实时自适应调整，不需要离线学习阶...
自由漂浮空间机器人最小基座反作用轨迹规划
轨迹规划 基座反作用 自由漂浮空间机器人 混沌粒子群优化
2010/5/6
在自由漂浮空间机器人系统中，由于机械臂与基座之间存在动力学耦合，机械臂运动会对基座产生不期望的反作用干扰，因此必须最小化基座反作用。为此，提出了一种关节空间内点对点轨迹规划的方法。首先，利用sin函数参数化关节轨迹；然后根据基座反作用和运动约束定义适应函数；最后利用混沌粒子群优化(CPSO)算法搜索空间机械臂的全局最优轨迹，使基座反作用最小。该方法考虑了机械臂的关节角、关节速度和加速度约束。给出一...